摘要： 防爆電磁流(liu)量計 廣泛應用于(yú)艦船、化工、石油、水(shuǐ)泥、醫藥等領域，其(qí)具💔有結❗構簡單🔱、測(cè)量範圍大、精度優(you)點，然而其使用場(chǎng)所環境惡劣，爲🔴了(le)保證其性能以及(ji)降低能耗,介紹了(le)電磁流量計設計(jì)基🌂本原理、防爆電(dian)路設艦船外殼鹽(yan)及防護方法，并❓磁(cí)線圈仿真，該仿真(zhen)可以作爲🏃🏻勵磁系(xì)的模型！電磁流量(liang)計設計效率💰。
0引言(yan)
　　流量計是測量流(liu)體在一段時間過(guo)的體積或者質量(liàng)的儀器👨‍❤️‍👨，對于生産(chǎn)過程非常關鍵。随(sui)着技術快速發展(zhan)，流量計類㊙️越來越(yuè)多，比如電磁流量(liàng)計、 超聲波量計 、熱(re)式流量計以及震(zhen)動流量計等，電磁(ci)流量計以其簡單(dān)的結🆚構🥵、可靠性高(gāo)、精度高等優點，在(zài)生産和生⭐活用比(bǐ)例⭐占60%以上。然而，由(yóu)于在艦船中其經(jīng)常處于潮濕、腐蝕(shi)的使🧑🏽‍🤝‍🧑🏻用環境，爲此(ci)電磁流量計的防(fáng)爆性能設計降低(di)流量計💚電池耗能(neng)🔴成爲熱點。
1電磁流(liu)量計設計基本原(yuán)理
　　電磁流量計是(shì)通過利用法拉第(dì)電磁感應定律設(she)計🐪，圖1爲電㊙️磁流量(liang)計結構示意圖，管(guǎn)内爲導電性，勵磁(cí)線圈爲閉合回路(lù)，依據麥克斯韋電(dian)磁場理論，産生工(gong)作磁場。
對于直導(dao)體，在磁場中産生(sheng)的感應電動勢E

式(shì)中，B--磁感應強度;D一(yī)導體長度;.V一運動(dòng)速度。
　　圖2爲流體流(liu)動方向、磁場方向(xiàng)和感應電動勢方(fang)向💃🏻，符合右手規律(lü)，感電動勢大小見(jiàn)式（1)，對于管道内流(liu)體流量Q大小見式(shì)(2)

将式(2)中V求出，帶入(rù)式(1)可得

由式(3)可知(zhī)，管道尺寸确定，感(gan)應電動勢E與流量(liang)Q成正比。


2防爆電路設(she)計
　　依據釋放源存(cun)在部位、釋放數量(liàng)、擴散情況和通風(fēng)情況等條件，爆炸(zhà)場所可分爲0區、1區(qu)和2區，對于礦用産(chan)品，可以用于0區、1區(qū)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼和2區，對于礦用産(chan)品，可以用于0區的(de)産品防爆類型隻(zhi)有本質安全性📧，對(duì)于用于0區的防爆(bào)電磁流量計 ，防爆(bao)性能至關重要。
　　本(ben)質安全型電氣設(shè)備是指在正常運(yùn)行和規定的故障(zhàng)條件下，所産生的(de)火花或者熱效應(ying)均不能點燃爆🏃‍♂️炸(zhà)性氣體❗合物的電(diàn)氣設備[2]，本安電路(lu)設計時要從兩方(fang)面考慮，一是對本(ben)案和非本案部件(jiàn)進行隔離；二是能(neng)量限制。
　　GB3836.4—2010求的隔離(li)包括爬電距離、電(diàn)氣間隙和接地等(deng)要求，比在GB3836.4—2010表♻️5中，依(yī)據電壓值來設計(jì)電氣間隙、爬電距(ju)離以及合适的CTI值(zhi)絕緣😘材料。能量限(xiàn)制主要涉及到元(yuan)件額定值選擇，依(yi)據GB3836.4—2010，電分爲電阻性(xìng)電路、電感性電路(lu)和電容🈲性電路，圖(tu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼3所示。電磁流量計(ji)感器電氣部分由(yóu)連個線圈組成，包(bāo)括電阻和電感💜，依(yi)據GB3836.4—2010圖A1中，根據電磁(cí)流量計防爆類型(xíng)和電源電壓，确定(ding)最小點燃電流，比(bi)如設計工作電壓(yā)爲18V的IIC類本安電路(lù)，點燃⁉️電流爲0.66A，此外(wai)，要是電🔞路慮安全(quan)系數，若是安全系(xi)數爲1.5,則最大電流(liu)應小于0.44A。根據GB3836.4—2010圖💰A6,依(yi)據電壓和電流，選(xuan)擇合适電感值，對(dui)于18V、0.44A的電♉感電路，電(diàn)感設計應在0.8mH以下(xià)。

　　爲(wei)了無論電路在正(zheng)常工作狀态還是(shì)故障狀态，使安端(duān)有定壓和定流輸(shū)出特性，如圖4所示(shi)。選擇合适二極管(guǎn)安🔞全栅或者☁️齊納(nà)👨‍❤️‍👨安全栅，若勵磁信(xin)号是周💞期性雙向(xiàng)電流，可以選擇TVS管(guǎn)。

3勵磁線(xian)圈仿真
　　利用COMSOL仿真(zhen)軟件，對彎圓形、彎(wān)菱形和馬鞍形線(xiàn)圈進行😘仿真，采用(yòng)相同線圈材料材(cai)質和相同用料量(liang)，并💃🏻在相同勵磁電(diàn)流、勵磁頻率條件(jian)下，比較勵磁線圈(quan)産生的工作磁💚場(chǎng)強度分布情🥵況。
首(shǒu)先建立仿真幾何(he)模型，如圖5所示，爲(wèi)彎圓形勵磁線圈(quān)模🤩型，進行電特性(xìng)、磁特性和邊界條(tiao)件設置，進行網格(ge)分析劃⭕分等步驟(zhòu)，最後仿真可的磁(cí)場分布情況，圖6爲(wei)磁力線分布，圖7爲(wei)磁感應強度分布(bu)。對于彎菱形和馬(mǎ)鞍型線圈采用相(xiang)❌同步驟進行仿真(zhēn)模拟，如圖8所示🔅，爲(wèi)馬鞍型勵🌐磁線圈(quān)。


　　通過模拟(ni)結果可以直觀得(dé)出相應空間點和(hé)面的磁場大小、磁(cí)場對稱情況，爲了(le)更好比較不同幾(jǐ)何形态的磁場沿(yán)管中軸線方向。管(guan)軸線方向和整個(gè)區域内的均勻度(dù)情況，設定ε1、ε2、ε33個均勻(yun)度參數，表達式如(ru)下

　　仿真結果表明(míng)，三種形狀勵磁線(xiàn)圈磁感應強度大(dà)😘小關系✉️爲：馬鞍形(xing)最小、彎圓形最大(dà)。均勻度分析表明(míng)，ε1：馬☁️鞍形最小♊，彎菱(ling)形最大；ε2：馬鞍形最(zuì)小，彎菱形最大；ε3：馬(ma)鞍形最小🔱，彎菱形(xíng)最大。因此，磁感應(yīng)強度越大，電極收(shōu)到的信号越大，所(suǒ)以彎圓形效果最(zuì)好；由于磁場均勻(yun)度越小，表明越均(jun1)勻，渦電流損耗和(he)磁場邊緣效應越(yuè)🌂小，爲此，馬鞍型勵(lì)磁線圈效果最好(hao)。
4艦船外殼鹽霧試(shì)驗及防護
　　艦船用(yòng)電磁流量計 外殼(ke)材質一般爲鑄鐵(tie)、鑄鋼和不鏽鋼，海(hai)洋中鹽霧濃度高(gao)、海水飛沬多造成(chéng)設備腐蝕嚴重，鹽(yán)霧直接影響♍到設(shè)備的使用周期和(he)可靠性，因此，流量(liang)計外殼應進行鹽(yan)霧實驗，實驗方法(fa)主要有🈚戶外暴露(lu)實驗和實驗室鹽(yán)霧箱💚模拟兩種，使(shǐ)用使用标準有GB/T2423.17—2008《電(dian)👣工電子産品基本(ben)環境試驗規程試(shi)驗🍓Ka：鹽霧試驗方💋法(fa)》和GB/T2423.18*2000《電工電❌子産品(pin)環境試驗第2部分(fen)：試驗試驗Kb：鹽🤟霧，交(jiao)變（氯化鈉溶液）》。
5結(jie)語
　　電磁流量計由(yóu)于其使用環境特(te)殊，因此其防爆性(xing)能和🐇勵磁系統研(yán)究至關重要，對于(yu)電磁流量計基本(běn)原理和防爆🈲電路(lu)設計進行詳細闡(chǎn)述，并對不同形狀(zhuang)線圈感應磁場模(mo)拟。

以上内容源于(yú)網絡，如有侵權聯(lián)系即删除!